JP4097459B2

JP4097459B2 - Butterfly valve with water filling function

Info

Publication number: JP4097459B2
Application number: JP2002139357A
Authority: JP
Inventors: 健睿石井; 敬一佐藤; 章伸蓬莱
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2002-05-15
Filing date: 2002-05-15
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: JP2003329148A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充水機能を備えたバタフライ弁に関し、配管への充水時に定流量で流体を供給するバルブの技術に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、配管の敷設時における初期充水時および再充水時においては、急激な充水によって満管状態にするとウォーターハンマー等によって配管が破損することがあるので、配管に設けたバタフライ弁を小開度に開栓して小流量で管路に充水している。
【０００３】
しかし、一般的なバタフライ弁は小開度における流量制御が困難であり、一定の流量を正確に供給することができず、このため、充水開始から満管状態になるまでの必要時間を予め算出することが困難であった。
【０００４】
これに対して、小開度において正確な流量制御を行うバタフライ弁としては、実開昭５９−１０１０５４号公報に開示するように、弁室内に配置された弁体に外周面が球形をなす弁部片を設け、弁部片に流量調整用の凹溝を形成したものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来形式では、弁体に流量調整用の凹溝を形成するため、弁体自体の厚みが薄い場合には、弁体周縁部における凹溝の開口面積が小さくなって調整可能な流量が微小となり、凹溝の開口形状が弁体周縁部を切り欠いた形状であるために、弁体のわずかな開度の変動によって流量が変化する問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、小開度において定流量の通水を行うことができる充水機能を備えたバタフライ弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、弁箱内に内周面に沿って円環状に配置された弁箱シールリングと、弁棒の軸心周りに回転して全閉位置で弁箱シールリングの内周に摺接する弁体と、開栓操作時の回転方向における弁体の背面側に取付けられた一対のディスクテール部とを有するバタフライ弁であって、
上記弁体は、本体部と、この本体部の外周に形成され且つ本体部よりも薄い板状の周板部とで構成され、
上記ディスクテール部は、弁体回転方向において扇状に形成されて上記周板部に設けられ、且つ弁箱シールリングの内周に摺接する球面状に湾曲した外周面を有し、
上記ディスクテール部には、一端が外周面に開口するとともに他端が弁体の上記背面側に開口する通水孔が上記弁体の周板部に隣接して形成され、
弁体の小開度時に、ディスクテール部の外周面が上記弁箱シールリングの内周に摺接し、
通水孔の開栓方向側の端部が周板部の閉栓方向側の側面と一致しており、
通水孔の閉栓方向側の端部からディスクテール部の閉栓方向側の端部に至る範囲には通水孔が無く、かつ、当該範囲の弁体回転方向における幅が弁箱シールリングの内周の流路方向における幅より大きいものである。
【０００８】
これによると、開栓操作によって弁体を小開度に開栓した場合、ディスクテール部の外周面が弁箱シールリングに摺接した状態で、通水孔が全開状態となり、弁体を介した弁箱内の上流側領域と下流側領域は上記通水孔を通じてのみ連通し、上流側の配管から弁箱内に流入する流体が上記通水孔を通して下流側の配管へ通水される。上記通水孔を流れる流量は通水孔の流路面積（開口面積）に応じて予め定まっているので、定流量で下流側の配管へ充水することができ、充水開始から満管状態になるまでの必要時間を予め算出することができる。
【０００９】
尚、弁体を小開度に開栓した際、開栓操作時の回転方向とは反対方向（すなわち閉側回転方向）における通水孔の端部からディスクテール部の端部までの角度をシール角度とすると、このシール角度の範囲内において、ディスクテール部の外周面が弁箱シールリングに摺接し、通水孔が全開状態となる。
【００１０】
また、弁体に周板部を形成し、ディスクテール部を上記周板部に設けることによって、開栓操作時の回転方向における弁体の背面側とディスクテール部の内周面側との間に形成される流路スペースが広がるため、上記通水孔に連通した十分な広さの流路スペースを確保することができる。これにより、流体が上記流路スペースから通水孔を通って一方のディスクテール部の外周面側に流れ出る際或いは流体が他方のディスクテール部の外周面側から通水孔を通って上記流路スペースに流れ込む際の各流れの抵抗が減少するため、流体の流れがスムーズになり、その分、通水孔の弁体回転方向における幅を縮小するとともに通水孔の弁体周方向における長さを細長く形成することができる。これにより、上記シール角度が増加するため、流体を通水孔のみから定流量で下流側の配管へ充水する際の開栓操作角度の範囲が広くなり、充水時の開栓操作を容易且つラフに行うことができ、従来のように弁体のわずかな開度の変動によって流量が変化してしまうといった不具合を防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明における第１の実施の形態を図１〜図７に基づいて説明する。
図１〜図５に示すように、１はバタフライ弁であり、その弁箱２は両側のポート（図示省略）に上流側配管（図示省略）と下流側配管（図示省略）とが接続されている。
【００１２】
上記弁箱２内には、円環状の弁箱シールリング３が内周面に沿って設けられている。弁箱２内を通る流路軸心４に直交する回転軸心５廻りに回転する開閉自在な弁体６が弁棒７を介して弁箱２内に設けられている。尚、弁棒７の端部は、弁棒７を回転して弁体６を開閉する手動ハンドルや減速機付きモータ等の駆動装置（図示省略）に連動連結されている。
【００１３】
上記弁体６は、円盤状で且つ内部が中空の本体部９と、この本体部９の外周に形成され且つ本体部９よりも薄い板状の周板部１０とで構成されている。また、上記本体部９の外周部から周板部１０の内周縁にわたって円弧状に湾曲して次第に薄くなっている。図１に示すように、全閉位置Ｓにおいて、周板部１０の外端縁が弁箱シールリング３に摺接することにより、弁体６の上流側と下流側とが水密にシールされる。
【００１４】
また、上記弁棒７は、弁体６に設けられた一対の円筒状のボス部１１に挿通されて一体的に連結され、弁箱２に回転自在に保持されている。上記一対のボス部１１は回転軸心５上に配置されており、以下、図１に示すように、上記ボス部１１を中心として、弁体６の片側半分を一方の半円部分Ａといい、もう片側半分を他方の半円部分Ｂということにする。
【００１５】
上記弁体６の一方の半円部分Ａにおける周板部１０と他方の半円部分Ｂにおける周板部１０とにはそれぞれ、弁体６の回転方向において扇状に形成されたディスクテール部１４ａ，１４ｂが溶接等によって設けられている。これら両ディスクテール部１４ａ，１４ｂはそれぞれ、開栓操作時の回転方向（開栓方向）における弁体６の背面側に位置し、周板部１０から立ち上がっている。これらディスクテール部１４ａ，１４ｂの外周面は上記弁箱シールリング３に摺接する球面状に湾曲している。
【００１６】
上記両ディスクテール部１４ａ，１４ｂにはそれぞれ、一端が外周面に開口するとともに他端が内周面すなわち開栓操作時の弁体６の背面側に開口する通水孔１６が形成されている。上記通水孔１６は、弁体６の周方向に沿って細長い長円状であり、上記周板部１０に隣接している。尚、図２に示すように、通水孔１６の開栓方向側の端部イが周板部１０の閉栓方向側（閉栓操作時の回転方向側）の側面ロと一致している。また、図１に示すように、通水孔１６の閉栓方向側の端部からディスクテール部１４ａ，１４ｂの閉栓方向側の端部に至る範囲には通水孔１６が無く、かつ、当該範囲の弁体回転方向における幅Ｗ１が弁箱シールリング３の内周の流路方向における幅Ｗ２より大きい。
【００１７】
このうち、図６に示すように、開栓操作時に下流側に回動する弁体６の一方の半円部分Ａに設けられた一方のディスクテール部１４ａの通水孔１６は、弁体６の背面側の開口が流入口１６ａとなり、ディスクテール部１４ａの外周面側の開口が流出口１６ｂとなる。また、開栓操作時に上流側に回動する他方の半円部分Ｂに設けられた他方のディスクテール部１４ｂの通水孔１６は、ディスクテール部１４ｂの外周面側の開口が流入口１６ｃとなり、弁体６の背面側の開口が流出口１６ｄとなる。
【００１８】
以下、上記構成における作用を説明する。
配管の敷設時の初期充水時および再充水時の操作の始めにおいて、弁体６は図１に示すように全閉位置Ｓにあり、弁体６の周板部１０の外端縁が弁箱シールリング３に摺接して、弁体６の上流側と下流側とが水密にシールされている。その後、急激な充水によって配管が破損することを防止するために、図６に示すように、バタフライ弁１を小開度Ｃに開栓して小流量で下流側配管に充水する。
【００１９】
すなわち、開栓操作によって弁体６を小開度Ｃに開栓した際、両ディスクテール部１４ａ，１４ｂの外周面が弁箱シールリング３に摺接し、この状態で、両通水孔１６が全開状態となり、弁体６を介した弁箱２内の上流側領域と下流側領域は両通水孔１６を通してのみ連通し、上流側の配管から弁箱２内に流入する水（流体の一例）が両通水孔１６を通って下流側の配管へ通水される。
【００２０】
この時、両通水孔１６を流れる流量は通水孔１６の流路面積（開口面積）に応じて予め定まっているので、定流量で下流側の配管へ充水することができ、充水開始から満管状態になるまでの必要時間（所要時間）を予め正確に算出することができる。
【００２１】
尚、弁体６を小開度Ｃに開栓した際、図２に示すように、開栓操作時の回転方向とは反対方向（すなわち閉側回転方向）における通水孔１６の端部から各ディスクテール部１４ａ，１４ｂの端部までの角度をシール角度Ｄとすると、このシール角度Ｄの範囲内において、両ディスクテール部１４ａ，１４ｂの外周面が弁箱シールリング３に摺接し、通水孔１６が全開状態となり、通水孔１６のみを通って下流側の配管へ通水される。
【００２２】
また、図１に示すように、弁体６に本体部９よりも厚みの薄い周板部１０を形成し、ディスクテール部１４ａ，１４ｂを上記周板部１０に設けることによって、開栓操作時の回転方向における弁体６の背面側と各ディスクテール部１４ａ，１４ｂの内周面側との間に形成される流路スペース１７が広がるため、上記通水孔１６に連通した十分な広さの流路スペース１７を確保することができる。
【００２３】
これにより、図６に示すように、流水が流路スペース１７から通水孔１６を通って一方のディスクテール部１４ａの外周面側に流れ出る際の流れの抵抗が減少するとともに、流水が他方のディスクテール部１４ｂの外周面側から通水孔１６を通って流路スペース１７に流れ込む際の流れの抵抗が減少するため、流水の流れがスムーズになり、その分、図２に示すように通水孔１６の弁体回転方向における幅Ｗを縮小するとともに図５に示すように通水孔１６の弁体周方向における長さＬを細長く形成することができる。これにより、図２に示すように上記シール角度Ｄが増大するため、図６に示すように流水を通水孔１６のみから定流量で下流側の配管へ充水する際の開栓操作角度の範囲が広くなり、充水時の開栓操作を容易且つラフに行うことができ、従来のように弁体のわずかな開度の変動によって流量が変化してしまうといった不具合を防止することができる。
【００２４】
尚、図７は図１〜図６のバタフライ弁１における弁体６の開度（％）に対する圧力損失係数の関係を示すグラフであり、所定の開度範囲Ｆにおいて圧力損失係数が一定値になる水平部イが形成され、上記所定の開度範囲Ｆがシール角度Ｄ（図２参照）に相当する。
【００２５】
尚、上記実施の形態では、図１，図２に示すように弁体６に本体部９よりも薄い板状の周板部１０を形成しているが、これとは別の弁体形状として、図８，図９に示すように、上記周板部１０を形成せず、弁体３１を外縁部ほど次第に薄くなる凸状に形成し、このような弁体３１にディスクテール部１４ａ，１４ｂを設けた場合、流路スペース１７は上記弁体３１の膨らみによって狭くなってしまい、図１のものに比べて十分な広さの流路スペース１７を確保することができない。したがって、図８に示すように、弁体３１を小開度Ｃに開栓した際、流水が流路スペース１７から通水孔１６を通って一方のディスクテール部１４ａの外周面側に流れ出る際の流れの抵抗が増大するとともに、流水が他方のディスクテール部１４ｂの外周面側から通水孔１６を通って流路スペース１７に流れ込む際の流れの抵抗が増大してしまうため、この対策として、図９に示すように通水孔１６の弁体回転方向における幅Ｗを図２の弁体６のものよりも拡大して上記流れの抵抗を減らしている。しかしながら、図９に示すように、上記幅Ｗを拡大した分、上記シール角度Ｄが図２の弁体６のものよりも減少するため、流水を通水孔１６のみから定流量で下流側の配管へ充水する際の開栓操作角度の範囲が狭くなり、作業者は充水時の開栓操作を慎重に注意深く行わなければならず、作業者に手間と負担がかかった。尚、通水孔１６の幅Ｗとシール角度Ｄとを共に拡大した場合、ディスクテール部１４ａ，１４ｂの弁体回転方向における全幅Ｅが大きくなってしまい、弁体６を全開した際の抵抗が増大してしまうが、これに対して、図２に示すものでは、ディスクテール部１４ａ，１４ｂの全幅Ｅを小さくしたままで、シール角度Ｄを増加させることができる。
【００２６】
また、第２の実施の形態として、図１０に示すように、両ディスクテール部１４ａ，１４ｂの内周面側に、流路スペース１７を流れる流水を整流する複数の整流板３３が設けられている。これによると、流路スペース１７を流れる流水が整流板３３によって整流されるため、乱流の発生を防止することができ、乱流混合によるキャビテーションの騒音を低減することができる。
【００２７】
尚、上記第２の実施の形態では、整流板３３を複数設けたが、単数であってもよい。また、整流板３３を両方のディスクテール部１４ａ，１４ｂに設けたが、いずれか片方のディスクテール部のみに設けてもよい。
【００２８】
上記第１，第２の実施の形態では、ディスクテール部１４ａ，１４ｂを弁体６に溶接で取付けているが、ボルト，ナット等を用いて取付けてもよく、或いは、一体成形（鋳造）してもよい。
【００２９】
上記第１，第２の実施の形態では、両ディスクテール部１４ａ，１４ｂに通水孔１６を形成しているが、少なくともいずれか片方のディスクテール部１４ａ又はディスクテール部１４ｂのみに通水孔１６を形成してもよい。
【００３０】
上記第１，第２の実施の形態では、通水孔１６の形状を細長い長円状に形成しているが、三角形状等であってもよく、或いは、複数の小円状の通水孔１６を形成してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、弁体に周板部を形成し、ディスクテール部を上記周板部に設けることによって、開栓操作時の回転方向における弁体の背面側とディスクテール部の内周面側との間に形成される流路スペースが広がるため、上記通水孔に連通した十分な広さの流路スペースを確保することができる。これにより、流体が上記流路スペースから通水孔を通って一方のディスクテール部の外周面側に流れ出る際或いは流体が他方のディスクテール部の外周面側から通水孔を通って上記流路スペースに流れ込む際の各流れの抵抗が減少するため、流体の流れがスムーズになり、その分、通水孔の弁体回転方向における幅を縮小するとともに通水孔の弁体周方向における長さを細長く形成することができる。これにより、流体を通水孔のみから定流量で下流側の配管へ充水する際の開栓操作角度の範囲が広くなり、充水時の開栓操作を容易且つラフに行うことができ、従来のように弁体のわずかな開度の変動によって流量が変化してしまうといった不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるバタフライ弁の断面図であり、弁体が全閉位置にある状態を示す。
【図２】同、バタフライ弁の弁体の断面図である。
【図３】同、バタフライ弁の弁体を弁棒の回転軸心方向から見た図である。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【図５】図３におけるＹ−Ｙ矢視図である。
【図６】同、バタフライ弁の断面図であり、弁体が小開度だけ開いた状態を示す。
【図７】同、バタフライ弁の弁体の開度と圧力損失係数との関係を示すグラフである。
【図８】形状の異なる別の弁体を備えたバタフライ弁の断面図であり、弁体が小開度だけ開いた状態を示す。
【図９】図８における弁体の断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態におけるバタフライ弁の弁体の図である。
【符号の説明】
１バタフライ弁
２弁箱
３弁箱シールリング
５回転軸心
６弁体
７弁棒
９本体部
１０周板部
１４ａ，１４ｂディスクテール部
１６通水孔
Ｃ小開度
Ｓ全閉位置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a butterfly valve having a filling function, and relates to a technology of a valve that supplies a fluid at a constant flow rate when filling a pipe.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, at the time of initial filling and refilling when laying pipes, the pipe may be damaged by a water hammer or the like when the pipe is full due to sudden filling, so the butterfly valve provided on the pipe is small. The pipe is opened to the opening and the pipeline is filled with a small flow rate.
[0003]
However, it is difficult to control the flow rate of a general butterfly valve at a small opening, and it is impossible to accurately supply a constant flow rate. For this reason, the time required from the start of filling to the full pipe state is set in advance. It was difficult to calculate.
[0004]
On the other hand, as a butterfly valve that performs accurate flow control at a small opening, as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 59-101054, a valve having a spherical outer peripheral surface disposed in a valve body disposed in the valve chamber. There is one in which a piece is provided and a groove for adjusting the flow rate is formed in the valve piece.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-mentioned conventional type, since the groove for adjusting the flow rate is formed in the valve body, when the thickness of the valve body itself is thin, the opening area of the groove on the peripheral edge of the valve body becomes small and the flow rate can be adjusted. Since the opening shape of the concave groove is a shape in which the peripheral edge of the valve body is cut out, there is a problem that the flow rate changes due to a slight change in the opening degree of the valve body.
[0006]
This invention solves the said subject, and it aims at providing the butterfly valve provided with the water-filling function which can perform the water flow of a fixed flow rate in a small opening degree.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a valve box seal ring arranged in an annular shape along an inner peripheral surface in a valve box, and a valve box seal in a fully closed position by rotating around an axis of a valve stem. A butterfly valve having a valve body that is in sliding contact with the inner periphery of the ring , and a pair of disc tail portions attached to the back side of the valve body in the rotation direction during the opening operation,
The valve body is composed of a main body part and a plate-like peripheral plate part formed on the outer periphery of the main body part and thinner than the main body part,
The disk tail portion is formed in a fan shape in the valve body rotation direction and is provided on the peripheral plate portion, and has a spherically curved outer peripheral surface that is in sliding contact with the inner periphery of the valve box seal ring,
In the disc tail portion, a water passage hole having one end opened on the outer peripheral surface and the other end opened on the back side of the valve body is formed adjacent to the peripheral plate portion of the valve body,
At the time of small opening of the valve body, the outer peripheral surface of the disc tail portion is in sliding contact with the inner periphery of the valve box seal ring,
The end of the water passage hole on the side of the opening direction coincides with the side surface of the peripheral plate on the side of the closing direction ,
There is no water passage hole in the range from the end on the plugging direction side of the water passage hole to the end of the disc tail on the plugging direction side, and the width of the range in the valve body rotation direction is within the valve box seal ring. It is larger than the width in the circumferential flow path direction .
[0008]
According to this, when the valve body is opened to a small opening degree by the opening operation, the water passage hole is fully opened with the outer peripheral surface of the disc tail portion being in sliding contact with the valve box seal ring. The upstream region and the downstream region in the valve box communicate with each other only through the water passage hole, and the fluid flowing from the upstream pipe into the valve box is passed through the water passage hole to the downstream pipe. Since the flow rate flowing through the water passage hole is determined in advance according to the flow passage area (opening area) of the water passage hole, the downstream pipe can be filled with a constant flow rate, and the fully filled state from the start of filling. It is possible to calculate in advance the time required until
[0009]
When opening the valve body to a small opening, the angle from the end of the water passage hole to the end of the disc tail in the direction opposite to the rotation direction during the opening operation (that is, the closing side rotation direction) is Assuming that the seal angle is within the range of the seal angle, the outer peripheral surface of the disc tail portion is in sliding contact with the valve box seal ring, and the water passage hole is fully opened.
[0010]
Further, by forming a peripheral plate portion on the valve body and providing a disc tail portion on the peripheral plate portion, a space between the back surface side of the valve body and the inner peripheral surface side of the disc tail portion in the rotation direction during the opening operation is provided. Since the flow path space formed in this way is widened, it is possible to secure a sufficiently wide flow path space communicating with the water passage hole. Accordingly, when the fluid flows out from the flow path space through the water passage hole to the outer peripheral surface side of one disc tail portion, or the fluid flows from the outer peripheral surface side of the other disc tail portion through the water flow hole, the flow passage Since the resistance of each flow when flowing into the space decreases, the flow of fluid becomes smoother, and accordingly, the width of the water passage hole in the valve body rotation direction is reduced and the length of the water passage hole in the circumferential direction of the valve body is reduced. Can be formed elongated. As a result, the sealing angle increases, so the range of the opening operation angle when filling the downstream side pipe with a constant flow rate from only the water passage hole is widened, and the opening operation during filling is easy. Moreover, it can be performed roughly, and it is possible to prevent a problem that the flow rate changes due to a slight change in the opening degree of the valve body as in the conventional case.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIGS. 1 to 5, reference numeral 1 denotes a butterfly valve, and the valve box 2 has upstream piping (not shown) and downstream piping (not shown) connected to ports (not shown) on both sides. Yes.
[0012]
An annular valve box seal ring 3 is provided in the valve box 2 along the inner peripheral surface. An openable / closable valve element 6 that rotates about a rotation axis 5 orthogonal to the flow path axis 4 passing through the valve box 2 is provided in the valve box 2 via a valve rod 7. The end of the valve stem 7 is linked to a driving device (not shown) such as a manual handle or a motor with a speed reducer that rotates the valve stem 7 to open and close the valve body 6.
[0013]
The valve body 6 includes a disk-shaped main body 9 having a hollow interior and a plate-shaped peripheral plate 10 formed on the outer periphery of the main body 9 and thinner than the main body 9. Further, the outer peripheral portion of the main body portion 9 is curved in an arc shape from the outer peripheral portion of the peripheral plate portion 10 to become gradually thinner. As shown in FIG. 1, at the fully closed position S, the outer edge of the peripheral plate portion 10 is in sliding contact with the valve box seal ring 3, so that the upstream side and the downstream side of the valve body 6 are sealed in a watertight manner.
[0014]
Further, the valve rod 7 is inserted through a pair of cylindrical boss portions 11 provided on the valve body 6 and integrally connected thereto, and is rotatably held by the valve box 2. The pair of boss portions 11 are disposed on the rotation axis 5. Hereinafter, as shown in FIG. 1, one half of the valve body 6 with the boss portion 11 as the center is referred to as one semicircular portion A. The other half is called the other half-circle portion B.
[0015]
A disc tail portion 14a formed in a fan shape in the rotational direction of the valve body 6 is formed on the peripheral plate portion 10 in one semicircular portion A of the valve body 6 and the peripheral plate portion 10 in the other semicircular portion B, respectively. 14b is provided by welding or the like. Both the disc tail portions 14a and 14b are located on the back side of the valve body 6 in the rotation direction (opening direction) during the opening operation, and rise from the peripheral plate portion 10. The outer peripheral surfaces of the disc tail portions 14a and 14b are curved in a spherical shape that is in sliding contact with the valve box seal ring 3.
[0016]
Each of the disk tail portions 14a and 14b is formed with a water passage hole 16 having one end opened on the outer peripheral surface and the other end opened on the inner peripheral surface, that is, the back side of the valve body 6 during the opening operation. . The water passage hole 16 has an elongated oval shape along the circumferential direction of the valve body 6 and is adjacent to the peripheral plate portion 10. In addition, as shown in FIG. 2, the edge part (i) of the water flow hole 16 on the plugging direction side coincides with the side surface (b) of the peripheral plate part 10 on the plugging direction side (rotation direction side during the closing operation). Further, as shown in FIG. 1, there is no water passage hole 16 in the range from the end portion of the water passage hole 16 on the closing direction side to the end portion of the disk tail portions 14 a and 14 b on the closing direction, and the range. The width W1 in the valve body rotation direction is larger than the width W2 in the flow path direction on the inner periphery of the valve box seal ring 3.
[0017]
Among these, as shown in FIG. 6, the water passage hole 16 of one disk tail portion 14 a provided in one semicircular portion A of the valve body 6 that rotates downstream during the opening operation is provided on the valve body 6. The opening on the back side of the disk becomes the inflow port 16a, and the opening on the outer peripheral surface side of the disc tail portion 14a becomes the outflow port 16b. Further, in the water passage hole 16 of the other disc tail portion 14b provided in the other semicircular portion B that rotates upstream during the opening operation, the opening on the outer peripheral surface side of the disc tail portion 14b becomes the inflow port 16c. The opening on the back side of the valve body 6 becomes the outflow port 16d.
[0018]
Hereinafter, the operation of the above configuration will be described.
At the beginning of the operation at the time of initial filling and refilling when laying the pipe, the valve body 6 is in the fully closed position S as shown in FIG. 1, and the outer edge of the peripheral plate portion 10 of the valve body 6 is The upstream side and the downstream side of the valve body 6 are sealed in a watertight manner in sliding contact with the valve box seal ring 3. Thereafter, in order to prevent the pipe from being damaged due to sudden water filling, as shown in FIG. 6, the butterfly valve 1 is opened to a small opening C and the downstream pipe is filled with a small flow rate.
[0019]
That is, when the valve body 6 is opened to a small opening C by the opening operation, the outer peripheral surfaces of both disc tail portions 14a and 14b are in sliding contact with the valve box seal ring 3, and in this state, both the water passage holes 16 are formed. The upstream region and the downstream region in the valve box 2 through the valve body 6 communicate with each other only through the two water passage holes 16, and water flowing into the valve box 2 from the upstream pipe (an example of fluid) ) Is passed through the water passage holes 16 to the downstream piping.
[0020]
At this time, since the flow rate flowing through the two water flow holes 16 is determined in advance according to the flow path area (opening area) of the water flow holes 16, the downstream pipe can be filled with a constant flow rate. The required time (required time) from the start to the full pipe state can be accurately calculated in advance.
[0021]
When the valve body 6 is opened to a small opening C, as shown in FIG. 2, from the end of the water passage hole 16 in the direction opposite to the rotation direction during the opening operation (that is, the closed side rotation direction). Assuming that the angle to the end of each disc tail portion 14a, 14b is the seal angle D, within the range of this seal angle D, the outer peripheral surfaces of both disc tail portions 14a, 14b are in sliding contact with the valve box seal ring 3 and pass through. The water hole 16 is fully opened, and the water is passed through the downstream side pipe through only the water hole 16.
[0022]
Further, as shown in FIG. 1, a peripheral plate portion 10 having a thickness smaller than that of the main body portion 9 is formed on the valve body 6 and the disc tail portions 14a and 14b are provided on the peripheral plate portion 10, thereby enabling the opening operation. Since the flow path space 17 formed between the back surface side of the valve body 6 and the inner peripheral surface side of each disk tail portion 14a, 14b in the rotation direction of the disk is widened, a sufficiently wide space communicating with the water passage hole 16 is sufficient. The flow path space 17 can be secured.
[0023]
Thereby, as shown in FIG. 6, the resistance of the flow when flowing water flows out from the flow path space 17 through the water passage hole 16 to the outer peripheral surface side of one disk tail portion 14a is reduced, and the flowing water is reduced to the other side. Since the resistance of the flow when flowing from the outer peripheral surface side of the disc tail portion 14b through the water passage hole 16 into the flow path space 17 is reduced, the flow of the flowing water becomes smooth, and accordingly, as shown in FIG. The width W of the water hole 16 in the valve body rotation direction can be reduced, and the length L of the water hole 16 in the valve body circumferential direction can be formed elongated as shown in FIG. As a result, the sealing angle D increases as shown in FIG. 2, so that the opening operation angle when filling the downstream pipe with flowing water from only the water hole 16 at a constant flow rate as shown in FIG. The range is wide, the opening operation at the time of filling can be performed easily and roughly, and the trouble that the flow rate changes due to the slight variation of the opening degree of the valve body as in the past can be prevented. .
[0024]
FIG. 7 is a graph showing the relationship of the pressure loss coefficient to the opening degree (%) of the valve body 6 in the butterfly valve 1 of FIGS. 1 to 6, and the pressure loss coefficient becomes a constant value in a predetermined opening range F. The horizontal portion a is formed, and the predetermined opening range F corresponds to the seal angle D (see FIG. 2).
[0025]
In the above embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, the valve body 6 is formed with a plate-like peripheral plate portion 10 that is thinner than the main body portion 9, but the valve body shape is different from this. 8 and 9, the peripheral plate portion 10 is not formed, and the valve body 31 is formed in a convex shape that becomes gradually thinner toward the outer edge portion, and the disc tail portions 14 a and 14 b are formed on the valve body 31. In this case, the flow path space 17 becomes narrow due to the swelling of the valve body 31, and the flow path space 17 having a sufficiently wide area as compared with that of FIG. 1 cannot be secured. Therefore, as shown in FIG. 8, when the valve element 31 is opened to a small opening C, the flowing water flows from the flow path space 17 through the water passage hole 16 to the outer peripheral surface side of the one disk tail portion 14a. As a countermeasure against this, the flow resistance increases when the flowing water flows from the outer peripheral surface side of the other disk tail portion 14b through the water passage hole 16 into the flow path space 17. As shown in FIG. 9, the width W of the water passage hole 16 in the direction of rotation of the valve body is larger than that of the valve body 6 of FIG. However, as shown in FIG. 9, since the seal angle D is smaller than that of the valve body 6 of FIG. The range of the opening operation angle when filling the pipe was narrowed, and the operator had to carefully and carefully perform the opening operation at the time of filling water, which took time and labor on the operator. When the width W of the water passage hole 16 and the seal angle D are both increased, the full width E of the disc tail portions 14a, 14b in the valve body rotation direction increases, and the resistance when the valve body 6 is fully opened is increased. In contrast to this, in the case shown in FIG. 2, the seal angle D can be increased while the full width E of the disk tail portions 14a and 14b is kept small.
[0026]
As a second embodiment, as shown in FIG. 10, a plurality of rectifying plates 33 for rectifying the flowing water flowing through the flow path space 17 are provided on the inner peripheral surface side of both disc tail portions 14a and 14b. Yes. According to this, since the flowing water flowing through the flow path space 17 is rectified by the rectifying plate 33, the generation of turbulent flow can be prevented, and cavitation noise due to turbulent mixing can be reduced.
[0027]
In the second embodiment, a plurality of rectifying plates 33 are provided, but a single rectifying plate 33 may be provided. Further, although the rectifying plate 33 is provided in both the disk tail portions 14a and 14b, it may be provided only in one of the disk tail portions.
[0028]
In the first and second embodiments, the disc tail portions 14a and 14b are attached to the valve body 6 by welding. However, the disc tail portions 14a and 14b may be attached using bolts, nuts or the like, or may be integrally formed (cast). May be.
[0029]
In the first and second embodiments, the water passage holes 16 are formed in both the disk tail portions 14a and 14b, but the water passage holes are provided only in at least one of the disk tail portion 14a or the disk tail portion 14b. 16 may be formed.
[0030]
In the first and second embodiments, the shape of the water passage hole 16 is formed in an elongated oval shape, but it may be triangular or the like, or a plurality of small circular water passage holes. 16 may be formed.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by forming the peripheral plate portion on the valve body and providing the disc tail portion on the peripheral plate portion, the back side of the valve body and the disc tail portion in the rotation direction during the opening operation Since the flow path space formed between the inner peripheral surface side of the first and second inner surfaces increases, a sufficiently large flow path space communicating with the water passage hole can be secured. Accordingly, when the fluid flows out from the flow path space through the water passage hole to the outer peripheral surface side of one disc tail portion, or the fluid flows from the outer peripheral surface side of the other disc tail portion through the water flow hole, the flow passage Since the resistance of each flow when flowing into the space decreases, the flow of fluid becomes smoother, and accordingly, the width of the water passage hole in the valve body rotation direction is reduced and the length of the water passage hole in the circumferential direction of the valve body is reduced. Can be formed elongated. As a result, the range of the opening operation angle when filling the downstream side pipe with a constant flow rate from only the water passage hole is widened, and the opening operation at the time of filling can be performed easily and roughly. It is possible to prevent a problem that the flow rate is changed by a slight change in the opening degree of the valve body as in the prior art.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a butterfly valve according to a first embodiment of the present invention, showing a state where a valve body is in a fully closed position.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the valve body of the butterfly valve.
FIG. 3 is a view of the valve body of the butterfly valve as viewed from the rotational axis direction of the valve stem.
4 is a view taken in the direction of arrows XX in FIG. 3. FIG.
FIG. 5 is a view taken in the direction of arrows YY in FIG. 3;
FIG. 6 is a cross-sectional view of the butterfly valve, showing a state where the valve element is opened by a small opening.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the opening of the butterfly valve body and the pressure loss coefficient.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a butterfly valve provided with another valve body having a different shape, showing a state where the valve body is opened by a small opening.
9 is a cross-sectional view of the valve body in FIG.
FIG. 10 is a view of a valve body of a butterfly valve according to a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Butterfly valve 2 Valve box 3 Valve box seal ring 5 Rotating shaft center 6 Valve body 7 Valve rod 9 Main-body part 10 Peripheral-plate part 14a, 14b Disc tail part 16 Water flow hole C Small opening S Fully closed position

Claims

A valve box seal ring arranged in an annular shape along the inner peripheral surface in the valve box, a valve body that rotates around the axis of the valve stem and slides in contact with the inner periphery of the valve box seal ring in a fully closed position; A butterfly valve having a pair of disc tail portions attached to the back side of the valve body in the rotational direction during the opening operation,
The valve body is composed of a main body part and a plate-like peripheral plate part formed on the outer periphery of the main body part and thinner than the main body part,
The disk tail portion is formed in a fan shape in the valve body rotation direction and is provided on the peripheral plate portion, and has a spherically curved outer peripheral surface that is in sliding contact with the inner periphery of the valve box seal ring,
In the disc tail portion, a water passage hole having one end opened on the outer peripheral surface and the other end opened on the back side of the valve body is formed adjacent to the peripheral plate portion of the valve body,
At the time of small opening of the valve body, the outer peripheral surface of the disc tail portion is in sliding contact with the inner periphery of the valve box seal ring
The end of the water passage hole on the side of the opening direction coincides with the side surface of the peripheral plate on the side of the closing direction ,
There is no water passage hole in the range from the end on the plugging direction side of the water passage hole to the end of the disc tail on the plugging direction side, and the width of the range in the valve body rotation direction is within the valve box seal ring A butterfly valve having a water filling function, characterized by being larger than a width in a circumferential flow path direction .